基于混合鉗位型五電平拓撲的研究與設(shè)計.pdf

1、近年來，多電平技術(shù)成為電力電子技術(shù)在中高壓大功率應(yīng)用領(lǐng)域中研究的熱點，其中二極管鉗位型和級聯(lián)型多電平拓撲的應(yīng)用較為廣泛。二極管鉗位型拓撲受制于直流母線電容電壓不平衡的問題，一直無法在五電平及五電平以上的變流器中推廣應(yīng)用?；旌香Q位型拓撲的提出，可以解決直流母線電容電壓的平衡問題，該拓撲以懸浮電容為中間媒介，通過懸浮電容與直流母線電容間的并聯(lián)來實現(xiàn)直流母線電容的電壓平衡，不需要復(fù)雜的控制方法，不受負載特性影響。本文從電路合成的角度重新分析混

2、合鉗位型拓撲的電路結(jié)構(gòu)和工作原理，并簡單介紹了電容電壓平衡機理和混合鉗位型拓撲的控制方法。
　　 混合鉗位型拓撲是一種新穎的多電平拓撲，為對系統(tǒng)做進一步分析設(shè)計，本文分析了混合鉗位型拓撲所有的工作模態(tài)和他們之間的相互轉(zhuǎn)換，將其分為三類，歸納出各類工作模態(tài)轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換規(guī)則，并通過測試驗證了理論分析的正確性。對幾種適用于混合鉗位型拓撲的載波方式做分析，比較了它們對工作模態(tài)轉(zhuǎn)換和輸出電壓諧波的影響。
　　 混合鉗位型拓撲中，電容

3、的大量使用使直流母線電容和懸浮電容容值的選擇成為一個復(fù)雜問題。本文提出了一種可以定量選擇電容容值的方法。根據(jù)對電容電壓平衡的影響，將系統(tǒng)的正常運行劃分為五種模態(tài)轉(zhuǎn)換，取其中對電容電壓影響最大的一種作為電容容值選擇的參考，并以此確定出平衡效果最好的直流母線電容和懸浮電容容值比。進而通過恒流負載的仿真，驗證了這種方法的正確性。
　　 本文在混合鉗位型拓撲基礎(chǔ)上，提出了一種開關(guān)電容和二極管鉗位電路組合的多電平拓撲，該拓撲將開關(guān)電容電路